Industriële zaagmachine

KUKA 고하중 로봇 KR FORTEC 360이 Wieland Anlagentechnik에서 3D 톱 절단 기술을 수행합니다.

노이울름(Neu-Ulm)에 위치한 Wieland Anlagentechnik GmbH는 반제품 제조업체 Wieland-Werke AG의 자회사로, 50명의 직원과 함께 개별 고객의 요구에 따라 기계 가공을 위한 고생산성 특수 기계 및 제조 장치를 개발하고 제작합니다.

Wieland Anlagentechnik의 모듈형 구성요소 범위를 통해 복잡한 공정을 구조적으로 조직하고, 정밀하게 계획하며, 안전하게 구현할 수 있습니다. 이는 Wieland Anlagentechnik GmbH의 최신 응용 분야에도 적용됩니다. 고객 요구사항에 기초하여 드로잉 벤치에서 추가 가공을 위해 구리 프로파일 봉을 뾰족하게 만들고 경화하는 시스템 기본 구상을 개발하는 것입니다. 구리 봉을 뾰족하게 만들 때 톱질 가공을 하는 KUKA 로봇을 이용합니다.

다양한 재질 두께와 절단 방향을 위한 솔루션을 찾다

“샤프닝 공정의 완벽한 자동화를 위한 솔루션을 찾고 있었습니다.” Wieland Anlagentechnik의 개발, 마케팅, 영업 책임자인 안드레아스 비트만(Andreas Wiedmann)이 말합니다. “공작물을 클램핑할 때 가공 위치에서 고정할 수는 있지만 정렬할 수 없습니다. 그래서 톱 절단 가공을 공작물의 공간적 위치에 적응시켜야 할 필요가 생겼으며, 공정 과정에서 재질 두께와 톱 절단 방향은 매우 다양합니다.”

이전의 반자동 솔루션과 비교하여 직원을 위한 두드러진 인체공학적 개선도 필요했습니다. “공간에 얽매이지 않는 자유로운 톱 절단 가공을 수행하기 위해 고려할 수 있는 유일한 옵션은 로봇을 사용한 솔루션이었습니다.” 비트만이 덧붙입니다.

공작물 감지를 위한 화상 처리

산업용 로봇의 6축은 다른 자동화 솔루션과 비교하여 최대의 유연성을 제공합니다. 동시에 로봇은 높은 경로 정확도와 안정적이고 낮은 진동 구조를 보유해야 했습니다. 구리 공작물의 인식에 대한 까다로운 요구사항으로 인해 사전 테스트가 필요했으며, 이 테스트는 KUKA Roboter GmbH의 테스트 실험실에서 수행하였습니다. 화상 처리 전문가가 첫 번째 타당성 조사부터 현장의 통합 지원에 이르기까지 여러 부문에서 KUKA 엔지니어링 부서를 도왔습니다.


프로파일 봉 묶음은 먼저 시스템에 공급된 후 조작자가 머니퓰레이터를 이용하여 따로따로 분리합니다. 이어서 롤러 트랙을 통해 공급되는 클램핑 고정장치의 위치까지 교차 수송합니다. 구리 프로파일의 정확한 위치를 감지하기 위해 Wieland Anlagentechnik은 KUKA 로봇에서 설치되고 안내되는 KUKA.VisionTech 시스템을 사용합니다.


카메라 시스템의 데이터는 중앙 컴퓨터에 전송되고 소프트웨어에서 해석된 다음, 3D 쏘잉 곡선으로 출력됩니다. 이는 자동화된 솔루션 이전에 서면 표식을 이용해 수동으로 수행했던 과정입니다. 톱 절단 가공은 CAD 데이터를 기반으로 정의되어 KUKA 로봇으로 전송됩니다. 그런 다음 로봇은 띠톱으로 최대 4개의 공간 지향적인 곡선 절단을 수행합니다. 다음 작업 단계에서는 이 결과로 만들어진 뾰족한 코어가 연질 구리를 경화시키기 위해 공간 지향적으로 압연됩니다. 

KR FORTEC와 KUKA.Visiontech의 결합

무겁고 묵직한 MEBA 띠톱(축 간격 1.35m 및 바깥치수 2.00m 이상)과 공정 힘을 이상적으로 수용할 수 있도록 Wieland Anlagentechnik는 가반하중이 360kg인 KR FORTEC 시리즈의 KUKA 고하중 로봇을 사용하기로 했습니다. 이 로봇은 저진동 운동 특성과 톱의 안전한 안내가 돋보입니다.


KR FORTEC란 이름은 힘과 역동성을 의미하는 ‘Force’ 및 ‘Forte’에서 유래합니다. 이전 시리즈와 달리 KR FORTEC 제품군은 차별화된 이점을 제공합니다. 기존의 벨트 기술이 아닌 기어 기술을 채택하여 매년 벨트를 교환할 필요가 없고 유지보수 비용이 절감됩니다. 동일한 가반하중 및 작업반경을 기준으로 KUKA는 이전 모델과 비교하여 축 속도를 최대 18퍼센트 증대시킬 수 있었습니다. 이는 사이클 타임을 현저하게 단축시킵니다.

간편한 플래닝 및 사용하기 쉬운 KR FORTEC으로의 전환을 위해 KUKA 포트폴리오에서 명칭을 변경하고 인터페이스는 그대로 사용하였습니다. 일관된 공통 부품 전략으로 유지보수 비용과 예비품 비용을 줄였습니다. 

또한, Wieland Anlagentechnik은 부품을 감지하기 위해 소프트웨어와 카메라로 구성된 KUKA.VisionTech 기능 패키지를 사용합니다. 

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카메라를 장착한 KUKA 로봇은 KUKA.VisionTech를 이용해 항상 경로를 찾을 수 있습니다.

KUKA.VisionTech는 고정식 카메라뿐만 아니라 로봇에 직접 장착된 카메라도 조작합니다. “onBoard” 솔루션은 별도의 컴퓨터 하드웨어 없이 작동합니다. 이에 따라 외부 화상 처리 시스템을 사용할 필요가 없으므로 추가 비용을 줄일 수 있습니다.

KUKA.VisionTech는 화상 처리 분야의 세계적인 선두주자인 Cognex 사의 화상 처리 라이브러리를 기반으로 합니다. 이 응용 프로그램은 KUKA에서 일반적으로 사용되는 것처럼 사용하기 쉽게 설계됩니다. 

샤프닝 공정의 완전 자동화

로봇과 KUKA 화상 감지 시스템을 사용함으로써 Wieland Anlagentechnik은 샤프닝 공정을 완벽하게 자동화할 수 있게 되었습니다.


공작물이 서로 다르게 배향되어 있더라도 우리는 공정에서 상당히 높은 반복 정밀도를 달성할 뿐만 아니라 작업장에서 인체공학도 개선할 수 있었습니다.

안드레아스 비트만(Andreas Wiedmann), Wieland Anlagentechnik 개발, 마케팅, 영업 책임자<br>
또한, 뾰족한 코어의 압연 및 다이를 통한 뾰족한 코어의 드로잉과 같은 후속 단계의 공정 신뢰성이 공작물의 높은 반복 정밀도로 향상하였습니다. Wieland Anlagentechnik는 금속 가공 국제 무역 박람회에서 새로운 솔루션을 소개합니다.

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